CN208600720U - 一种可调心自动锁紧电主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可调心自动锁紧电主轴，包括可调心夹头、自动拉紧机构和自动锁紧机构，通过定位栓将工件安装在可调心夹头上并通过自动拉紧机构对可调心夹头进行拉紧固定，安装精度高，从而能显著提高对工件的加工精度；并通过自动锁紧机构对转轴进行锁紧制动，制动平稳效果好；本实用新型中的自动拉紧机构在工作时，首先依靠油缸体带动活塞杆向左侧移动，进而带动限位块Ⅰ、活塞套、弹簧套、定位套以及调心拉杆向左侧移动，弹簧被压缩，通过定位栓将工件安装在可调心夹头上，当油缸体停止工作时，活塞套回退，依靠弹簧的回复力对工件和可调心夹头进行拉紧固定整个过程均采用油缸体作为动力源，不涉及电气控制，整体结构稳定。

Description

一种可调心自动锁紧电主轴

技术领域

本实用新型属于数控机床技术领域，具体涉及一种可调心自动锁紧电主轴。

背景技术

随着我国机械制造业的高速发展，对各种车床需求增大，传统的机械传动式车床主轴箱主要依靠需要机械减速和机械变速，不但结构复杂，而且精度及转速较低，随着电气传动技术的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动，不但简化了结构，而且大幅提高了车床主轴的转速和精度，其中，内装式电主轴单元已成为最适宜高性能工况的数控机床核心功能部件之一，现在不管是在国内还是国外，电主轴的应用越来越广泛，但是电主轴在与工件进行安装时的安装结构始终是大家研究的重点和难点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可调心自动锁紧电主轴，包括可调心夹头、自动拉紧机构和自动锁紧机构，通过定位栓将工件安装在可调心夹头上并通过自动拉紧机构对可调心夹头进行拉紧固定，安装精度高，从而能显著提高对工件的加工精度；并通过自动锁紧机构对转轴进行锁紧制动，制动平稳效果好。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种可调心自动锁紧电主轴，包括转轴、可调心夹头、壳体、活塞、活塞套、轴承、定子组件、转子组件、后盖以及油缸体，所述可调心夹头用于安装有工件，所述转轴穿设在所述壳体的内侧，所述壳体的后端设置有后盖，所述后盖与所述壳体之间设置有油缸体，所述可调心夹头设置在壳体的前端，所述可调心夹头的内部沿中心轴线方向开设有可供定位栓穿过的定位孔，所述定位栓的螺杆部依次从所述工件和定位孔内穿过后与设置在壳体内部的自动拉紧机构相连；

所述转轴包括前转轴和轴芯，所述前转轴和轴芯均为中空结构，所述轴承设置在所述前转轴与所述壳体之间，所述前转轴安装在所述轴芯上并可随轴芯同步转动，所述活塞、活塞套和自动拉紧机构均设置在所述前转轴的内部空腔中，所述活塞的外侧壁与所述前转轴的内壁固定连接，所述前转轴内沿轴向设置有轴向通道Ⅰ，所述壳体内沿轴向设置有轴向通道Ⅱ，所述轴向通道Ⅰ的一端与活塞内部的油腔相连通，所述轴向通道Ⅰ的另一端通过径向通道Ⅰ与所述轴向通道Ⅱ的一端相连通，所述轴向通道Ⅱ的另一端与所述油缸体内部的油腔相连通，所述活塞套设置在活塞的前端，所述活塞的内部穿设有活塞杆，所述活塞套的后端开设有通孔Ⅰ且该通孔Ⅰ内设置有与活塞套固定连接的限位块Ⅰ，所述活塞杆的后端从活塞内穿出后设置在所述活塞的外侧，所述活塞杆的前端从活塞内穿出后与所述限位块Ⅰ固定连接，所述自动拉紧机构设置在所述活塞套的前端，当油缸体工作时，油缸体带动活塞杆向左侧移动，进而带动限位块Ⅰ和自动拉紧机构向左侧移动，弹簧被压缩，通过定位栓将工件安装在自动拉紧机构上，当油缸体停止工作时，活塞套回退，依靠自动拉紧机构对工件和可调心夹头进行拉紧固定；

所述转子组件套设在轴芯的中部位置，所述轴芯的后端外径上套设有用于对轴芯进行锁紧的自动锁紧机构，定子组件设置在转子组件的外围，所述定子组件与壳体之间设置有用于冷却的水套。

进一步的，所述自动拉紧机构包括拉杆、弹簧、弹簧套、调心拉杆以及定位套，所述弹簧套的后端与所述活塞套的前端面接触，所述弹簧套的前端开设有通孔Ⅱ且该通孔Ⅱ内设置有限位块Ⅱ，所述弹簧套的前端可在所述限位块Ⅱ上滑动，所述拉杆穿设在所述弹簧套的内部且该拉杆的一端与所述限位块Ⅱ固定连接，所述拉杆的另一端与所述弹簧套的后端内壁固定连接，所述限位块Ⅱ远离所述拉杆的一端与定位套固定连接，所述定位套的内部设置有空腔，所述调心拉杆包括一体设置的螺杆部和头部，所述调心拉杆的头部卡设在所述定位套的内部空腔中，所述调心拉杆的螺杆部依次从定位套的前端和定位孔穿出后与所述定位栓的螺杆部螺纹连接。

进一步的，所述自动拉紧机构与所述前转轴之间设置有衬套，所述衬套与所述前转轴通过螺栓固定连接，所述前转轴的前端外壁上安装有前轴承组件，所述壳体的前端外壁上固定连接有后轴承组件Ⅰ。

进一步的，所述定位栓的螺杆部在最外侧处设置有螺纹凸起，所述调心拉杆的螺杆部在最外侧处开设有与螺纹凸起相匹配的螺纹槽，所述定位栓通过螺纹凸起螺纹连接在所述调心拉杆上开设的螺纹槽内。

进一步的，所述前轴承组件与所述后轴承组件Ⅰ之间设置有调节片，所述前轴承组件、所述后轴承组件Ⅰ以及所述调节片三者之间通过螺栓相连。

进一步的，所述自动锁紧机构包括弹性管和后轴承组件Ⅱ，所述后轴承组件Ⅱ安装在所述轴芯的后端外径上，所述弹性管设置在所述轴芯与所述后轴承组件Ⅱ之间，所述弹性管内沿轴向设置有轴向通道Ⅲ，所述后轴承组件Ⅱ内沿径向设置有径向通道Ⅱ，所述轴向通道Ⅲ通过径向通道Ⅱ与所述油缸体内部的油腔相连通，当液压油进入弹性管后，弹性管受到液压油的压力后变形对主轴进行锁紧。

进一步的，所述可调心夹头的后端开设有安装槽且该安装槽内嵌设有用于将可调心夹头吸附在前转轴上的环形磁铁，所述环形磁铁与可调心夹头之间设置有隔磁套。

进一步的，所述径向通道Ⅰ的一端贯穿所述壳体的内壁后与所述轴向通道Ⅱ相连通，所述径向通道Ⅰ的另一端贯穿所述前转轴的内壁后与轴向通道Ⅰ相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的自动拉紧机构在工作时，首先依靠油缸体带动活塞杆向左侧移动，进而带动限位块Ⅰ、活塞套、弹簧套、定位套以及调心拉杆向左侧移动，弹簧被压缩，通过定位栓将工件安装在可调心夹头上，当油缸体停止工作时，活塞套回退，依靠弹簧的回复力对工件和可调心夹头进行拉紧固定整个过程均采用油缸体作为动力源，不涉及电气控制，整体结构稳定；

2、本实用新型通过定位栓将工件安装在可调心夹头上，使得工件的中心轴线始终与前转轴的中心轴线重合，安装精度高，从而能显著提高对工件的加工精度；

3、采用油缸体的油压驱动弹性管对转轴进行锁紧制动，制动平稳效果好；

4、本实用新型整体结构紧凑，自动化程度高，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图中标记：1、可调心夹头，2、隔磁套，3、环形磁铁，4、调心拉杆，5、定位套，6、弹簧套，7、弹簧，8、拉杆，9、活塞套，10、活塞，11、活塞杆，12、前转轴，13、轴承，14、定子组件，15、转子组件，16、壳体，17、后轴承组件Ⅱ，18、后盖，19、前轴承组件，20、调节片，21、后轴承组件Ⅰ，22、油缸体，23、弹性管，24、水套，25、限位块Ⅰ，26、限位块Ⅱ，27、衬套，28、轴芯，29、定位栓，30、工件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种可调心自动锁紧电主轴，包括转轴、可调心夹头1、壳体16、活塞10、活塞套9、轴承13、定子组件14、转子组件15、后盖18以及油缸体22，可调心夹头1用于安装有工件30，转轴穿设在壳体16的内侧，壳体16的后端设置有后盖18，后盖18与壳体16之间设置有油缸体22，可调心夹头1设置在壳体16的前端，可调心夹头1的内部沿中心轴线方向开设有可供定位栓29穿过的定位孔，定位栓29的螺杆部依次从工件30和定位孔内穿过后与设置在壳体16内部的自动拉紧机构相连；

转轴包括前转轴12和轴芯28，前转轴12和轴芯28均为中空结构，轴承13设置在前转轴12与壳体16之间，前转轴12安装在轴芯28上并可随轴芯28同步转动，活塞10、活塞套9和自动拉紧机构均设置在前转轴12的内部空腔中，活塞10的外侧壁与前转轴12的内壁固定连接，前转轴12内沿轴向设置有轴向通道Ⅰ，壳体16内沿轴向设置有轴向通道Ⅱ，轴向通道Ⅰ的一端与活塞10内部的油腔相连通，轴向通道Ⅰ的另一端通过径向通道Ⅰ与轴向通道Ⅱ的一端相连通，径向通道Ⅰ的一端贯穿壳体16的内壁后与轴向通道Ⅱ相连通，径向通道Ⅰ的另一端贯穿前转轴12的内壁后与轴向通道Ⅰ相连通；轴向通道Ⅱ的另一端与油缸体22内部的油腔相连通，活塞套9设置在活塞10的前端，活塞10的内部穿设有活塞杆11，活塞套9的后端开设有通孔Ⅰ且该通孔Ⅰ内设置有与活塞套9固定连接的限位块Ⅰ25，活塞杆11的后端从活塞10内穿出后设置在活塞10的外侧，活塞杆11的前端从活塞10内穿出后与限位块Ⅰ25固定连接，自动拉紧机构设置在活塞套9的前端，当油缸体22工作时，油缸体22带动活塞杆11向左侧移动，进而带动限位块Ⅰ25和自动拉紧机构向左侧移动，弹簧7被压缩，通过定位栓29将工件30安装在自动拉紧机构上，当油缸体停止工作时，活塞套9回退，依靠自动拉紧机构对工件30和可调心夹头1进行拉紧固定；自动拉紧机构包括拉杆8、弹簧7、弹簧套6、调心拉杆4以及定位套5，弹簧套6的后端与活塞套9的前端面接触，弹簧套6的前端开设有通孔Ⅱ且该通孔Ⅱ内设置有限位块Ⅱ26，弹簧套6的前端可在限位块Ⅱ26上滑动，拉杆8穿设在弹簧套6的内部且该拉杆8的一端与限位块Ⅱ26固定连接，拉杆8的另一端与弹簧套6的后端内壁固定连接，限位块Ⅱ26远离拉杆8的一端与定位套5固定连接，定位套5的内部设置有空腔，调心拉杆4包括一体设置的螺杆部和头部，调心拉杆4的头部卡设在定位套5的内部空腔中，调心拉杆4的螺杆部依次从定位套5的前端和定位孔穿出后与定位栓29的螺杆部螺纹连接，进一步优化本方案，定位栓29的螺杆部在最外侧处设置有螺纹凸起，调心拉杆4的螺杆部在最外侧处开设有与螺纹凸起相匹配的螺纹槽，定位栓29通过螺纹凸起螺纹连接在调心拉杆4上开设的螺纹槽内，从而对工件进行调心。

转子组件15套设在轴芯28的中部位置，轴芯28的后端外径上套设有用于对轴芯28进行锁紧的自动锁紧机构，自动锁紧机构包括弹性管23和后轴承组件Ⅱ17，后轴承组件Ⅱ17安装在轴芯28的后端外径上，弹性管23设置在轴芯28与后轴承组件Ⅱ17之间，此处需要说明的是，弹性管由耐磨的橡胶材料制成，弹性管呈环形且在外壁上开设有进油口，弹性管23内沿轴向设置有与进油口相连通的轴向通道Ⅲ，后轴承组件Ⅱ17内沿径向设置有径向通道Ⅱ，轴向通道Ⅲ通过径向通道Ⅱ与油缸体22内部的油腔相连通，当液压油进入弹性管23后，弹性管23受到液压油的压力后变形对主轴进行锁紧，定子组件14设置在转子组件15的外围，定子组件14与壳体16之间设置有用于冷却的水套24，水套呈环形并套设在定子组件上，水套的内部开设有螺旋型水槽，水槽具有与外界冷却管道连通的出口和入口，故而通过循环水可对定子组件进行冷却。

进一步优化本方案，自动拉紧机构与前转轴12之间设置有衬套27，衬套由耐磨材料制成并可拆卸安装，能有效的防止前转轴的磨损，衬套27与前转轴12通过螺栓固定连接，前转轴12的前端外壁上安装有前轴承组件19，壳体16的前端外壁上固定连接有后轴承组件Ⅰ21，前轴承组件19与后轴承组件Ⅰ21之间设置有调节片20，前轴承组件19、后轴承组件Ⅰ21以及调节片20三者之间通过螺栓相连，通过选用不同厚度的调节片可以调节前转轴与壳体之间的距离进而对弹簧的可压缩量进行调节，从而能够在可调心夹头上安装不同尺寸的工件。

进一步优化本方案，可调心夹头1的后端开设有安装槽且该安装槽内嵌设有用于将可调心夹头1吸附在前转轴12上的环形磁铁3，故而在对工件进行安装后拆卸时可防止可调心夹头掉落，环形磁铁3与可调心夹头1之间设置有隔磁套2。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种可调心自动锁紧电主轴，包括转轴、可调心夹头、壳体、活塞、活塞套、轴承、定子组件、转子组件、后盖以及油缸体，所述可调心夹头用于安装工件，其特征在于：所述转轴穿设在所述壳体的内侧，所述壳体的后端设置有后盖，所述后盖与所述壳体之间设置有油缸体，所述可调心夹头设置在壳体的前端，所述可调心夹头的内部沿中心轴线方向开设有可供定位栓穿过的定位孔，所述定位栓的螺杆部依次从所述工件和定位孔内穿过后与设置在壳体内部的自动拉紧机构相连；

所述转轴包括前转轴和轴芯，所述前转轴和轴芯均为中空结构，所述轴承设置在所述前转轴与所述壳体之间，所述前转轴安装在所述轴芯上并可随轴芯同步转动，所述活塞、活塞套和自动拉紧机构均设置在所述前转轴的内部空腔中，所述活塞的外侧壁与所述前转轴的内壁固定连接，所述前转轴内沿轴向设置有轴向通道Ⅰ，所述壳体内沿轴向设置有轴向通道Ⅱ，所述轴向通道Ⅰ的一端与活塞内部的油腔相连通，所述轴向通道Ⅰ的另一端通过径向通道Ⅰ与所述轴向通道Ⅱ的一端相连通，所述轴向通道Ⅱ的另一端与所述油缸体内部的油腔相连通，所述活塞套设置在活塞的前端，所述活塞的内部穿设有活塞杆，所述活塞套的后端开设有通孔Ⅰ且该通孔Ⅰ内设置有与活塞套固定连接的限位块Ⅰ，所述活塞杆的后端从活塞内穿出后设置在所述活塞的外侧，所述活塞杆的前端从活塞内穿出后与所述限位块Ⅰ固定连接，所述自动拉紧机构设置在所述活塞套的前端，当油缸体工作时，油缸体带动活塞杆向左侧移动，进而带动限位块Ⅰ和自动拉紧机构向左侧移动，弹簧被压缩，通过定位栓将工件安装在自动拉紧机构上，当油缸体停止工作时，活塞套回退，依靠自动拉紧机构对工件和可调心夹头进行拉紧固定；

所述转子组件套设在轴芯的中部位置，所述轴芯的后端外径上套设有用于对轴芯进行锁紧的自动锁紧机构，定子组件设置在转子组件的外围，所述定子组件与壳体之间设置有用于冷却的水套。

2.根据权利要求1所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述自动拉紧机构包括拉杆、弹簧、弹簧套、调心拉杆以及定位套，所述弹簧套的后端与所述活塞套的前端面接触，所述弹簧套的前端开设有通孔Ⅱ且该通孔Ⅱ内设置有限位块Ⅱ，所述弹簧套的前端可在所述限位块Ⅱ上滑动，所述拉杆穿设在所述弹簧套的内部且该拉杆的一端与所述限位块Ⅱ固定连接，所述拉杆的另一端与所述弹簧套的后端内壁固定连接，所述限位块Ⅱ远离所述拉杆的一端与定位套固定连接，所述定位套的内部设置有空腔，所述调心拉杆包括一体设置的螺杆部和头部，所述调心拉杆的头部卡设在所述定位套的内部空腔中，所述调心拉杆的螺杆部依次从定位套的前端和定位孔穿出后与所述定位栓的螺杆部螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述自动拉紧机构与所述前转轴之间设置有衬套，所述衬套与所述前转轴通过螺栓固定连接，所述前转轴的前端外壁上安装有前轴承组件，所述壳体的前端外壁上固定连接有后轴承组件Ⅰ。

4.根据权利要求2所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述定位栓的螺杆部在最外侧处设置有螺纹凸起，所述调心拉杆的螺杆部在最外侧处开设有与螺纹凸起相匹配的螺纹槽，所述定位栓通过螺纹凸起螺纹连接在所述调心拉杆上开设的螺纹槽内。

5.根据权利要求3所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述前轴承组件与所述后轴承组件Ⅰ之间设置有调节片，所述前轴承组件、所述后轴承组件Ⅰ以及所述调节片三者之间通过螺栓相连。

6.根据权利要求1所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述自动锁紧机构包括弹性管和后轴承组件Ⅱ，所述后轴承组件Ⅱ安装在所述轴芯的后端外径上，所述弹性管设置在所述轴芯与所述后轴承组件Ⅱ之间，所述弹性管内沿轴向设置有轴向通道Ⅲ，所述后轴承组件Ⅱ内沿径向设置有径向通道Ⅱ，所述轴向通道Ⅲ通过径向通道Ⅱ与所述油缸体内部的油腔相连通，当液压油进入弹性管后，弹性管受到液压油的压力后变形对主轴进行锁紧。

7.根据权利要求1所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述可调心夹头的后端开设有安装槽且该安装槽内嵌设有用于将可调心夹头吸附在前转轴上的环形磁铁，所述环形磁铁与可调心夹头之间设置有隔磁套。

8.根据权利要求1所述的一种可调心自动锁紧电主轴，其特征在于：所述径向通道Ⅰ的一端贯穿所述壳体的内壁后与所述轴向通道Ⅱ相连通，所述径向通道Ⅰ的另一端贯穿所述前转轴的内壁后与轴向通道Ⅰ相连通。